Вода для охлаждающих систем тепловозов

Техника / РЖД - техника / Тепловозы - техника ржд / Водяная система - техника тепловозы
Administrator
3 677
19-03-2017, 14:11
0

Вода, применяемая в водяных системах тепловозов, должна обладать определенным набором присадок, которые защитят внутренние полости двигателей, охлаждающих секций, коллекторов, теплообменников и трубопроводов от негативных процессов, таких, как:

Образование накипи, влечет за собой ухудшение теплопередачи в "теплообменных" узлах таких, например как, теплообменник УГП или теплообменник дизеля, топливоподогреватель, охлаждающие секции;
Коррозия, способствует разрушению сплавов или металлов, за счет химических или электрохимических реакций;
Эрозия, разрушает внутренние металлические элементы двигателей, за счет "ударов" водяной струи по металлическим поверхностям;
Кавитация - это процесс, в результате, которого образуется пар и выделяется воздух в полостях, где понижено давление жидкости в условиях нормальной температуры. Следствием этого процесса является образование кавитационных пузырьков, которые лопаются и тем самым образуют ударные волны (эрозию).

Кавитационные процессы, коррозию и эрозию можно приостановить за счет, не только добавлением присадок, но и за счет поддержания эксплуатационной температуры охлаждающей жидкости во всех условиях работы двигателя в пределах допустимых норм.

Показатели качества охлаждающей воды для двигателей со стальными или чугунными блоками

Общая жесткость не больше 2,15 мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр);
Наличие хлор-иона не больше 30 мг/л;
Щелочность по фенолфталеину в пределах 1,5 - 2,5 мг-экв;
Наличие P₂O₅ (фосфорный ангидрид) в пределах 15 - 25 мг/л;
Наличие NaNO₃ (нитрита натрия или его еще называют азотистокислый натрий) в пределах 2500 - 3000 мг/л;
Наличие CrO₃ (хромовый ангидрид) недопустимо;
Взвешенные вещества: содержание недопустимо.

Показатели качества охлаждающей воды для двигателей с алюминиевыми блоками

Общая жесткость не больше 2,15 мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр);
Наличие хлор-иона не больше 30 мг/л;
Щелочность по фенолфталеину: содержание недопустимо;
Наличие P₂O₅ (фосфорный ангидрид) в пределах 15 - 25 мг/л;
Наличие NaNO₃ (нитрита натрия или его еще называют азотистокислый натрий): содержание недопустимо;
Наличие CrO₃ (хромовый ангидрид) в пределах 800 - 1000 мг/л;
Взвешенные вещества: содержание недопустимо.
Браковочные физико-химические характеристики воды для двигателей со стальными или чугунными корпусами
- Жесткость больше 2,15 мг-экв/л;
- Наличие хлор-иона больше 30 мг/л;
- Щелочность меньше 1,5 мг-экв/л;
- Щелочность больше 2,5 мг-экв/л;
- Наличие P₂O₅ меньше 15 мг/л;
- Наличие NaNO₃ меньше 2500 мг/л;
- pH меньше 10,8 мг/л;
- pH больше 11,5 мг/л.
Технология приготовления воды для тепловозных двигателей
Под понятием приготовление воды имеется ввиду добавить определенное количество некоторых химических веществ, а именно:
- Присадка нитрито-фосфатная:
  - NaOH - каустическая сода и Na₃PO₄*12H₂0 - тринатрийфосфат добавляются в воду для ее умягчения;
  - NaNO₃ - нитрат натрия является присадкой против коррозии.
- Присадка нитрито-силикатная:
  - NaNO₃ - нитрат натрия;
  - Na₂SiO₃ - силикат натрия.
- Прочие специальные присадки присадки.
Для приготовления воды используют конденсат, который готовят в котельной стационарной установке, в него добавляют выше описанные вещества в определенных количествах.
Схема такой установке может иметь следующий вид:

бак для конденсата ;
водяной насос для перекачки воды;
фильтр, в него помещен угольный дробленый кокс или кварцевой песок;
бак, в который подается вода из бака 1 или бака 5. В бак 4 добавляются присадки перед тем как эта вода подается в водяную систему тепловоза;
бак, в него сливается вода из тепловоза, например, когда он становится на ремонт.

Расчет количества присадок

нитрито-силикатная:
NaNO₃ - 1000-1500 грамм на 1 м³ воды
Na₂SiO₃ - 300-600 грамм на 1 м³ воды
нитрито-фосфатная:
NaOH - 110 грамм на 1 м³ воды
NaNO₃ - 2200 грамм на на 1 м³ воды
Na₃PO₄*12H₂0 - 110 грамм на 1 м³ воды
Также количество нитрито-фосфатной присадки можно рассчитать по ниже описанным формулам.
Приготовление новой воды (в технологическом процессе бак №5 не участвует):

Каустическая сода (NaOH) в литрах:
NaOH=V*(a₀-a₁)*40/С_NaOH, где
V - объем воды в м³, который нужно приготовить;
Для справки: 1 м³=1000 литров;
a₀ - щелочность воды, в приделах 1,5 - 2,5 мг-экв/л;
a₁ - исходная щелочность, так как воду готовим новую, то принимаем значение 0 мг-экв/л;
40 - грамм-эквивалент каустической соды;
С_NaOH - концентрация NaOH = 630 г/л.
Нитрат натрия (NaNO₃) в граммах:
NaNO₃=(C₂-C₃)*V, где
V - объем воды в м³, который нужно приготовить;
C₂ - норма концентрации нитрита натрия, в пределах 2500 - 3000 мг/л;
C₃ - исходная концентрация нитрита натрия в воде, так как готовим новую воду, то принимаем значение 0 мг/л.
Тринатрийфосфат (Na₃PO₄*12H₂0) в граммах:
Na₃PO₄*12H₂0=(C₄-C₅)*V*5.35, где
V - объем воды в м³, который нужно приготовить;
C₄ - средняя норма фосфорного ангидрида (P₂O₅) = 20 мг/л;
C₅ - исходная концентрация фосфорного ангидрида в воде, так как готовим новую воду, то принимаем значение 0 мг/л;
5.35 - постоянный коэффициент пересчета фосфорного ангидрида на тринатрийфосфат.

После расчета количества присадок, нужно их растворить в разных емкостях, затем добавить в бак №4, при этом вода в баке №4 должна быть нагрета до 40-50^oC.
Пример расчета количества присадок для водяной системы тепловоза ТЭМ2 с вместимостью водяной системы, примерно, 1050 литров=1,05 м³:

NaoH=1,05*(2-0)*40/630=0,13 литров;
NaNO₃=(2750-0)*1,05=2887,5 грамм;
Na₃PO₄*12H₂0=(20-0)*1,05*5,35=112,35 грамм.

Выше приведенный расчет приведен, подразумевает 100%-ное содержание действующего вещества.
Так как присадки к охлаждающей жидкости стоят денег, то для их экономии, вода, сливаемая с тепловоза, помещается в бак №5 (показан на схеме), если ее свойства удовлетворяют показателям качества, описанным выше. Если вода, помещенная в бак №5, содержит недостаточное количество присадок, то их следует добавить для того чтобы использовать воду повторно. Количество присадок рассчитывается по выше описанных формулах.

Сайт https://tgm4.org принадлежит порталу Инженеры Инфо

Обсудить на форуме