5.4.3 Система отопления

Система отопления в пассажирских вагонах бывает двух видов: водяная и электрическая. Водяная система применяется на всех типах пассажирских вагонов локомотивной тяги, оснащенных автономной системой электроснабжения от подвагонных генераторов и аккумуляторных батарей. Электрической системой оборудованы вагоны локомотивной тяги, имеющие централизованное питание от вагона-электростанции или от контактной сети через электровоз.

Система водяного отопления (рис. 5.17) включает в себя котел 1, расширитель-воздухоподогреватель 10, нагревательные трубы 2, питательный насос 8, баки 6 и 7 для воды и топлива, вентили 5, 9, грязевик 5 и кран 4 для спуска воды из котла.

Циркуляция воды в системе отопления (показано стрелками) происходит непрерывно из-за разности температур в различных ее частях. Предусмотрена и искусственная циркуляция воды с помощью циркуляционного насоса, установленного на трубопроводе, подводящем воду к котлу, подача которой включается в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже расчетной или когда необходим ускоренный нагрев вагона после отстоя.

При комбинированной (электроугольной) системе отопления (рис. 5.18) вода в котле подогревается расположенными в водяной рубашке высоковольтными нагревательными элементами, а при отсутствии электроэнергии — за счет теплоты сжигаемого твердого топлива — угля).

Питание нагревательных элементов осуществляется по однопроводной поездной линии с номинальным напряжением 3000 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц в пути следования от локомотивов, а в пунктах отстоя — от стационарных устройств.

Системой водяного отопления с комбинированным котлом оснащены вагоны различных типов. Эта система состоит из котла с расширителем и отопительных приборов. Котел (рис. 5.19) с электроугольным отоплением имеет обычную угольную топку 4 и водяную рубашку 2, в которой на опорном фланце 11 расположены 24 высоковольтных нагревательных элемента 3.

Для увеличения поверхности нагреваемой воды в коническую часть топки установлены циркуляционные трубы 6, 7, и 8. В нижней части топки расположены колосниковая решетка 1 и наклонный лист зольника 14. Уголь загружается в котел через топочное отверстие 12, через него же извлекается шлак. Зола и мелкий шлак удаляются через отверстие зольника 13. На опорном фланце в зоне топки размещены три изолятора 9, через которые высоковольтные провода подводятся к нагревательным элементам котла. В целях обеспечения электробезопасности кожух 5 котла заземляется. Для этого в его нижней части предусмотрен специальный болт, к которому присоединяется заземляющий провод.

Нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 10, на котором установлена блокировка, разрывающая цепь катушек высоковольтных контакторов при подъеме кожуха и наличии высокого напряжения. В поднятом положении для осмотра нагревательных элементов кожух подвешивается на цепях. Объем воды в системе 855 л, из которых 370 л находятся в котле и расширителе.

Схема отопления, нагревательные элементы и другое высоковольтное оборудование у различных типов вагонов одинаковое. Высоковольтные нагревательные элементы имеют общую мощность 48 кВт и разделены на две параллельные группы, каждая из которых состоит из двух параллельных ветвей, включающих по шесть последовательно соединенных нагревательных элементов. Для защиты котла предусмотрено тепловое реле, отключающее электронагревательные элементы при повышении температуры воды в котле выше 90 °С, и реле минимального уровня, отключающее их при понижении уровня воды в расширителе более чем 200 мм. В вагонах с кондиционированием воздуха используются дополнительные низковольтные электрические печи и калорифер, которые питаются от автономной системы электроснабжения напряжением ПО В постоянного тока. В пассажирских вагонах межобластного и пригородного сообщений наиболее распространено отопление с помощью электрических печей и калориферов.

В системах водоснабжения и водяного отопления современных пассажирских вагонов находят широкое применение пластмассы для изготовления многих деталей и узлов. Из стеклопластика на основе полиэфирной смолы выполняют водяные баки, умывальные раковины и унитазы, из полиэтилена низкой плотности — трубы, фитинги, вентили, втулки, тройники, а также другие соединительные и регулирующие детали. В туалетах пол настилают из стеклопластика вместо цементного, покрытого метлахской плиткой. Применение пластмасс обеспечивает снижение собственной массы вагона, продление срока службы, уменьшение трудоемкости и затрат при изготовлении и ремонте систем водоснабжения, отопления и внутреннего оборудования.

Лекция № 2

Перечень рассматриваемых вопросов:

1. Назначение и принцип работы системы отопления пассажирского вагона;

2. Основные узлы системы водяного отопления пассажирского вагона;

3. Техническое обслуживание водяного отопления пассажирского вагона при подготовке в рейс, в пути следования и по прибытии в пункт формирования;

4. Характерные неисправности в системе водяного отопления пассажирского вагона и способы их устранения.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА;

Системой отопления называются устройства, служащие для подогрева воздуха в помещениях вагона, которые являются обязательными независимо от наличия или отсутствия установок охлаждения воздуха. Если пассажирский вагон оборудован установкой кондиционирования воздуха, система отопления является составной частью этой установки.

Различают водяную, электрическую и комбинированную системы отопления.

Основное предназначение системы отопления это поддержание нормально­го температурного режима внутри вагона независимо от из­менения температуры наружного воздуха.

Система отопления должна удовлетворять следующим требованиям:

— обеспечивать температуру в пассажирских помещениях 20±2°С при наружной температуре до -40°С и при скорости движения до 160 км/ч, при этом отклонение темпера­туры от указанной по высоте и по длине вагона не должно превышать 3°С;

— поддерживать равномерную температуру по длине и высоте вагона в соответствии с установленными нормами;

— обеспечивать температуру поверхности нагревательных приборов не выше плюс 70 °С чтобы избежать возгорания пыли;

— быть безопасной в пожарном отношении;

— не выделять копоти и вредных запахов.

Кроме того, система отопления должна по­догревать воздух, подаваемый вентиляционной установкой, обеспечивать подогрев воды в системе горячего водоснаб­жения, а в вагонах последних лет постройки также обогрев головок водоналивных и сливных труб.

В зависимости от способа получения тепла для обогрева вагонов системы отопления подразделяются на следующие виды: водяная система с котлом, работающим на твердом или жидком топливе; электрическая система, состоящая из электропечей, установленных на полу, и электрического калорифера, расположенного в нагнетательном воздуховоде; комбинированная система с подогревом воды в котле за счет сжигания твердого топлива или путем подачи электрического напряжения на нагревательные элементы.

Водяной системой отопления оборудуются все цельнометаллические пассажирские вагоны с индивидуальным электроснабжением от подвагонного генератора. Системы водяного отопления могут иметь верхнюю или нижнюю разводку труб (с естественной или искусственной циркуляций воды в системе).

2. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА;

Система водяного отопления с верхней разводкой труб.Система водяного отопления с верхней разводкой труб является самой распространенной главным образом потому, что она может работать только за счет естественной циркуляции. Такая система имеет котел для нагревания воды с расширителем объемом, составляющим примерно 5-10 % от объема котла. Расширитель предназначен для приема избытка воды, образующейся вследствие увеличения ее объема при нагревании, и для освобождения воды от воздуха. Изолированные подающие трубы отходят от расширителя к вертикальным стоякам, к которым примыкают нижние нагревательные трубы , соединенные с нижней частью котла.

Циркуляция воды происходит вследствие изменения удельного веса при ее нагревании. Пока котел холодный, вся вода в системе имеет одинаковую температуру и находится в равновесии. Однако, как только зажигают топку котла, температура воды в нем начинает повышаться, внизу у топки вода будет горячее, а, следовательно, объемный вес ее меньше. Равновесие в системе нарушится, и более легкая горячая вода начнет перемещаться вверх к расширителю и далее по вертикальным трубам. Охлаждаясь, вода возвращается к котлу по нижним трубам, создавая циркуляции в системе.

Во всех вагонах с водяным отоплением помещения обо­греваются с помощью обогревательных труб, в которых цир­кулирует горячая вода.

Направление движения воды при циркуляции в системе отопления показано стрелками на рис. 3.1 а.

Рис. 3.1 Система отопления

Из котла 1 горячая вода поступает в расши­ритель 3, который пред­назначен для приема из­бытка воды в системе, образующегося вследствие увеличе­ния ее объема при нагревании, и для текущего восполнения потерь воды в результате испарения. Полость расширителя сообщается с атмосферой. Это способствует выходу воздуха из воды, так как скопление воздуха в трубах ухудшает цир­куляцию в системе. От расширителя идут две ветви отопи­тельных труб вдоль обеих боковых стен вагона. Каждая ветвь, отходящая от расширителя, идет поверху до противо­положного конца вагона, затем спускается вниз, образуя стояки 7. От стояков понизу вдоль стен проходят обогрева­тельные трубы 8, которые присоединяются к нижней части котла. В верхних трубах предусмотрены краны 6 для удале­ния воздуха. Насос 12 предназначен для питания котла водой из запасного водяного бака 10 и в необходимых слу­чаях для усиления циркуляции воды в системе, Контроль­ные приборы 2 (термометр и гидрометр) служат для наблю­дения за температурой и уровнем воды в котле.

Для спуска воды из котла, обогревательных труб и за­пасного бака предусмотрены краны 9, а для сбора и уда­ления выпавших из воды осадков — грязевики 13. Налив воды в систему производится через трубу 4. Контроль за уровнем воды при заполнении расширителя осуществляет­ся с помощью сигнальной (вестовой) трубы 11. Вентили 5 служат для регулирования температуры в помещениях ва­гона и разобщения отдельных элементов системы отопле­ния, а также для подачи воды в бачок 10 при пополнении котла водой и контроля за наличием воды в расширителе. Наиболее распространенным типом водогрейного вагон­ного котла является котел, совмещенный с расширителем 8.

Отопительный котел, показанный на рисунке %%, со­стоит из наружной рубашки 5, внутри которой расположены ог­невая коробка 6 и топочная камера 11.

Рисунок %% – Водогрейный котел

В нижней части камеры имеют­ся колосниковые решетки 2 и зольник. В верхней части котла над огневой коробкой расположена дымовая труба 7. В огневую ко­робку вварены циркуляционные трубы 9 для увеличения поверхно­сти нагрева котла. Пространство между наружной рубашкой и то­почной камерой, огневой короб­кой и дымовой трубой заполняет­ся водой. Топливо загружается на колосниковые решетки через люк топки 3. Воздух подастся под ко­лосниковую решетку через люк зольника 1.

Для нагрева воды с помощью электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы 24 нагрева­тельных элемента 10, которые распределены по всему пери­метру котла, за исключением пространства над люком топ­ки для твердого топлива, и крепятся к фланцу топки котла через прокладки из паронита. Клеммы нагревательных эле­ментов защищены кужухом 4, который можно поднять и зафиксировать на цепочках, приваренных к расширителю 8 котла, при необходимости проведения работ по монтажу нагревательных элементов и ухода за ними.

Наибольшая расчетная температура воды в котле 90-95°С. При более высокой температуре нижние трубы отопления нагреваются до 70°С и выше и осаждающаяся на их поверхности пыль подгорает.

Система водяного отопления может работать в сле­дующих режимах:

— обогрев помещений вагона отопительными трубками и подогретым вентиляционным воздухом;

— обогрев отдельными ветвями отопительных труб с усилением циркуляции воды (при необходимости) с по­мощью ручного насоса;

— усиление подогрева вентиляционного воздуха с по­мощью циркуляционного насоса (при этом следует под­держивать интенсивное горение топлива);

— обогрев подогретым воздухом при отключенных обо­гревательных трубах (этот режим применяется при плю­совых температурах наружного воздуха);

— обогрев отопительными трубами при выключенной принудительной вентиляции.

Режим работы системы отопления устанавливает про­водник в зависимости от температуры наружного воздуха и внутри вагона, от населенности вагона и времени года.

3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА ПРИ ПОДГОТОВКЕ В РЕЙС, В ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ И ПО ПРИБЫТИИ В ПУНКТ ФОРМИРОВАНИЯ

При подготовке в рейс вагона с водяным и комбини­рованным отоплением в отопительный период проводник должен проверить состояние котла, положение вентилей и дроссельных заслонок, наличие колосников в топке, исправ­ность насосов и измерительных приборов, наличие воды в системе и запасном баке, отсутствие течи воды в трубах и кранах, наличие технической документации, схемы отопле­ния, инструкции завода поставщика. Следует проверить на­личие инвентаря: пики-резака, совка для угля, скребка, топо­ра, ведра. При необходимости систему пополняют водой, очищают топку от шлака и золы, проверяют количество угля. Вагоны начинают отапливать при температуре наруж­ного воздуха +10°С и ниже. Растопку котла производят бума­гой и мелконаколотыми дровами. По мере разгорания дров топку загружают топливом равномерно по колосниковой решетке. При этом дверца топки должна быть закрыта, а дверца зольника открыта. Интенсивность горения топлива регулируют количеством воздуха, подаваемого в топку че­рез дверцу зольника. Для увеличения тяги и притока возду­ха дверцу зольника открывают, а для уменьшения — при­крывают. Рекомендуемая толщина слоя топлива для круп­ных кусков угля 100-200 мм, для мелких 50-100 мм. Для лучшего горения топлива периодически пикой делают про­колы топлива и шлака. Нельзя допускать скапливания золы и шлака по периметру колосниковой решетки в месте со­прикосновения с кожухом огневой коробки, так как они со­здают значительное препятствие теплообмену. Во время топки котла нужно поддерживать постоянное горение топ­лива и необходимую температуру воды в котле. Ориентиро­вочная зависимость температуры воды в котле от темпера­туры наружного воздуха (в °С) приведена в табл. 3.

Наружная температура воздуха	Температура воды в котле
+5	+40
+50
-5	+60
-10	+70
-15	+80
от -20 до — 40	+90

В пути следования необходимо систематически кон­тролировать уровень воды в системе отопления по гид­рометру или контрольному крану, при необходимости под­качивая воду насосом. Черная стрелка гидрометра показывает действительный или максимальный уровень воды в си­стеме, красная маркировка — минимальный уровень воды.

В вагонах с водяным отоплением во избежание парообра­зования и связанных с этим потерь воды и ухудшения ее цир­куляции необходимо следить по термометру за тем, чтобы температура воды в системе не превышала 90°С. При более высокой температуре крышку зольника следует закрыть.

Ускорение обогрева вагона при низких температурах наружного воздуха производят с помощью ручного или циркуляционного насоса при температуре воды в котле не ниже 50 °С. Перед посадкой пассажиров вагон должен быть прогрет до температуры 18-22°С.

По прибытии вагонов в пункт формирования и оборота необходимо очистить топку и зольник от золы и шлака и содержать котел в рабочем состоянии. После отопительно­го сезона в целях сохранности система отопления должна быть заполнена водой. В процессе эксплуатации периоди­чески, но не менее одного раза в сутки и при наполнении системы отопления водой необходимо выпускать воздух че­рез воздухоспускные краны.

Нарушение нормальной естественной циркуляции воды в си­стеме может быть вызвано следующими причинами: недо­статочно воды в расширителе, воздушные пробки, неполно­стью открыты запорные вентили обогревательных труб и дроссельные заслонки, частичное замерзание труб. Для уст­ранения этих неполадок следует пополнить систему водой, открыть воздуховыпускные краны и произвести принуди­тельную циркуляцию насосом, полностью открыть запорные вентили и дроссельные заслонки, отогреть трубы, для чего обложить замороженное месго тряпкой, поливать на него го­рячую воду, усилить топку котла и включить циркуляцион­ный насос.

Плохая тяга в дымовытяжной трубе может возникнуть вследствие заполнения значительной части трубы сажей.

В пункте формирования или оборота нужно дать заявку на осмотр трубы.

При обслуживании отопительной установки пассажир­ских вагонов следует строго соблюдать правила техники безопасности и пожарной безопасности. Запрещается хра­нить в котельном отделении легковоспламеняющиеся жид­кости и материалы (керосин, бензин, тряпье и др.) и раз­жигать ими котел, загромождать котельное отделение посторонними предметами и топить котел при уровне воды ниже допустимого. Котельное отделение должно со­держаться в чистоте и порядке. Техническое обслуживание котла необходимо производить в головном уборе, рукави­цах, халате, при закрытых боковых дверях тамбура.

При отапливании вагона твердым топливом во время чистки топки открывать дверцу следует осторожно (не рез­ко), находясь на расстоянии 500-700 мм от дверцы во избе­жание выброса пламени топочными газами и ожогов лица.

При очистке котла от шлака, а также при других рабо­тах с горящим котлом нужно остерегаться попадания рас­каленного угля и шлака на тело или одежду. Категоричес­ки запрещается выбрасывать горящий уголь и шлак из вагонов на пути или междупутья как на стоянках, так и на ходу поезда.

Чистку дымохода с крыш вагона разрешается произво­дить только на стоянке при отсутствии контактного про­вода или при снятом с него напряжении работникам пун­ктов безотцепочного ремонта и экипировки и в исклю­чительных случаях работникам ПТО в пути следования по заявке начальника поезда. Категорически запрещается ту­шить топку котла водой или снегом.

Надежность и долговечность системы отопления во многом зависят от правильного и систематического наблюдения и ухода за ней во время эксплуатации и проведения своевременных ремонтов. При водяной системе отопления для этого необходимо:

— содержать в исправном состоянии котел, трубы отопления, калорифер, расширитель и другое оборудование, которое необходимо периодически промывать и очищать от грязи и пыли;

— поддерживать необходимый, достаточный для нормальной работы системы уровень воды в расширителе;

— периодически очищать дымовую трубу, колосниковые решетки и зольники;

— применять топливо соответствующих марок;

— следить за исправным состоянием ручного и циркуляционного насосов:

— контролировать состояние изоляции в разделках крыши и котельном помещении.

Система водяного отопления эксплуатируется только в течение отопительного сезона, который для железных дорог России начинается при температуре наружного воздуха от + 10 °С (283 K) и ниже.

На теплое время года, с апреля до сентября, систему водяного отопления консервируют, т.е. выполняют следующие действия:

— сливают воду и промывают систему;

— очищают топку, зольники и дымовую трубу котла от золы и сажи;

— проверяют состояние арматуры, приборов, насосов, очищают и смазывают их;

— заливают систему водой, закрывают дверцы котла и опломбируют их, закрывают на запор крышки наливных устройств.

Если вагоны направляют в отстой на зиму, то для консервации системы водяного отопления необходимо слить воду. При отрицательных температурах наружного воздуха слив воды из сис­темы отопления следует производить после слива воды из системы водоснабжения при температуре воды в системе не ниже + 60 °С и при температуре воздуха в вагоне не ниже + 12 °С.

4. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ В СИСТЕМЕ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Нарушение нормальной естественной циркуляции воды в си­стемеможет быть вызвано следующими причинами: недо­статочно воды в расширителе, воздушные пробки, неполно­стью открыты запорные вентили обогревательных труб и дроссельные заслонки, частичное замерзание труб. Для устранения этих неполадок следует пополнить систему водой, открыть воздуховыпускные краны и произвести принуди­тельную циркуляцию насосом, полностью открыть запорные вентили и дроссельные заслонки, отогреть трубы, для чего обложить замороженное место тряпкой, поливать на него го­рячую воду, усилить топку котла и включить циркуляцион­ный насос.

Течь воды в соединениях труб и арматуреможет произойти в результате ослабления фланцевых соединении труб и есте­ственного старения их прокладок, образования трещин, сви­щей в трубах и неплотностей сальниковой набивки вентилей и кранов. Для устранения неисправностейнеобходимо под­тянуть болтовое соединение, подмотать под контргайку пень­ку, промазанную суриком, при возможности сменить про­кладку. Если невозможно остановить течь, следует перекрыть верхний и нижний запорные вешили на обогревательных трубах поврежденной ветви, полностью спустить из нее воду и вести обогрев с одной стороны при работающемс неболь­шими перерывами циркуляционном насосе. При наличии трещин и свищей в трубе нужно положить на поврежденное место накладку из резины, прорезиненной ленты пли мешко­вины, промазанной суриком, и обмотать накладку шпагатом или проволокой. При вытекании воды через сальник надо его разобрать и заменить или уплотнить сальниковую набив­ку. Сальник набивают плотно, но так, чтобы шпиндель вра­щался в нем свободно. Для набивки используют пеньковый жгут, пропитанный натуральной олифой.

Плохая тяга в дымовытяжпой трубе может возникнуть вследствие заполнения значительной части грубы сажей. В пункте формирования или оборота нужно дать заявку на осмотр трубы.

Дата добавления: 2015-08-26 ; просмотров: 4254 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ