Вода для охлаждающих систем тепловозов

 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:

  1. бак для конденсата ;
  2. водяной насос для перекачки воды;
  3. фильтр, в него помещен угольный дробленый кокс или кварцевой песок;
  4. 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;
  5. 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/СNaOH, 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;
    СNaOH — 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 40-50oC.
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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *